С началом Русско-польской войны 1654–1667 гг. князь был назначен командовать войсками, посланными из Брянска на Рославль, Мстиславль и Борисов. Войску Трубецкого царь поручил прикрывать с юга наступление основных сил на Смоленск, начатое в мае 1654 г. Действия воеводы были успешными. Он без боя взял город Копысь и, взаимодействуя с основной ратью князя Я. К. Черкасского, заставил литовского гетмана Я. Радзивилла отступить к Борисову. Теперь гетман не мог оказать никакой помощи осажденному царским войском Смоленску. В дальнейшем продвижении на запад Трубецкой развил эти успехи. Он взял города Рославль, Мстиславль, Шклов, Горы, нанес поражение Радзивиллу на реке Шкловке, совместно с Черкасским заставил капитулировать крепость Дубровну.
Поход 1655 г. стал не менее успешным – армия Трубецкого, действовавшая уже в польских владениях, взяла города Клецк, Мышь, Ляховичи, Столбовичи, Миргородок, повсюду одерживая победы над польско-литовскими отрядами. Но неожиданно в войну с Россией вступила Швеция, обеспокоенная усилением позиций России в Прибалтике. Царь приказал заключить временное перемирие с Речью Посполитой и готовить поход на Ригу. Основные силы под командованием князя Я. К. Черкасского двигались к оплоту шведского владычества в Прибалтике по Двине, а князю А. Н. Трубецкому и его товарищу князю Ю. А. Долгорукову поручалось наступать на запад из Пскова. В отличие от главных сил, которые так и не сумели взять Ригу, Трубецкой и Долгоруков действовали успешнее. Воеводы захватили мощную крепость Юрьев Ливонский (Дерпт), а также менее значительные города – Кастер, Мариенбург, Нейгаузен – и нанесли поражение отрядам шведов. Шведы вступили в переговоры о мире, а центр военных действий вновь перенесся в Белоруссию и на Украину.
Преемник Богдана Хмельницкого Иван Выговский изменил России и перешел на сторону польского короля. В союзе с крымским ханом Выговский начал войну против русских на Украине. Против гетмана был послан князь А. Н. Трубецкой. Ему поручалось стремиться к мирному решению конфликта и, прежде всего, уговорить казаков Выговского «в винах своих государю добить челом».
Переговоры с Выговским ни к чему не привели. Гетман затягивал время, ожидая помощи от поляков и татар. Трубецкой начал боевые действия и осадил город Конотоп, где оборонялся сторонник Выговского – полковник Гуляницкий. Тем временем к Конотопу подступил Выговский с крымским ханом. После первого столкновения казаки отступили, заманивая русских в ловушку. Отправленный Трубецким преследовать казаков воевода князь С. Р. Пожарский не заметил этого и попал в плен. Большая часть его войска погибла. Князь Алексей Никитич был вынужден отступать под давлением превосходящих сил противника. Огородившись телегами, русские отошли к реке Сейм. Казакам и татарам не удалось прорвать эту оборону, и войско Трубецкого, переправившись через Сейм, смогло укрыться в Путивле.
Тем временем на Украину были отправлены новые полки. Русские перешли в наступление, и Выговский бежал с Украины. 1 ноября 1659 г. в присутствии царских воевод, князей А. Н. Трубецкого и Г. Г. Ромодановского, в Переяславле новым гетманом избрали Юрия Хмельницкого. Он обещал верно служить России, как ранее его отец – знаменитый Богдан Хмельницкий. Правда, дальнейшие события показали, что надеяться на Хмельницкого преждевременно, но тогда об этом и не подозревали. Избрание Хмельницкого рассматривалось как большой успех. Князь Алексей Никитич в честь этого получил щедрые пожалования: шубу на золотом бархате ценой 360 рублей, золотой кубок, прибавку к денежному окладу, и – самое главное – в полное владение свою прародительскую вотчину – город Трубчевск с уездом. Кажется, со времен царя Ивана Грозного никто из московских служилых людей не получал в вотчину целое удельное княжество.
Кампанией 1659 г. завершилась славная боевая служба князя А. Н. Трубецкого. В дальнейшем он не выезжал из Москвы – первенствовал в Боярской думе, вел переговоры с иностранными послами, управлял Сибирским приказом. В 1672 г. престарелый воевода стал крестным отцом царевича Петра Алексеевича – будущего знаменитого преобразователя России. Ему же завещал Трубецкой и свое родовое Трубчевское княжество. Сам князь Алексей Никитич потомства не оставил. Скончался знаменитый воевода в глубокой старости, в 1680 г., приняв перед смертью монашеский постриг с именем Афанасия.
Со смертью Алексея Никитича род не пресекся. Еще в Смутное время старший брат боярина, князь Юрий Никитич (сторонник Владислава и Сигизмунда III), уехал в Польшу и принял там католичество. Его внук, князь Юрий Петрович, возвратился в Россию, получил сан боярина и женился на сестре знаменитого фаворита царевны Софьи князя Василия Васильевича Голицына.